第四章地基处理
《水工建筑物》第四章:土石坝的剖面设计构造、筑坝材料、渗流及稳定分析、裂缝控制及地基处理等基础知识

第四章 土石坝
土石坝
第一节 概述
一、 土石坝及其优缺点 土石坝是土坝与堆石坝的总称。
土坝:土和砂砾石为主; 堆石坝:石渣、卵石、爆破石料为主。 土石混合坝:上述材料按一定的比例选择。 利用坝址附近的土石料填筑而成的挡水建筑物。又称 “当地材料坝”。
坝型 土石坝 重力坝 拱坝 支墩坝 总计
各坝型数量的比价
天生桥一级
小浪底
土石坝
枢纽名称 糯扎渡 瀑布沟 苗家坝 三板溪 洪家渡
建成或在建的大型土石坝
省份 云南 四川 甘肃 贵州 贵州
河流 澜沧江 大渡河 白龙江 清水江 六冲河
坝型 最大坝高(m)
心墙堆石坝
258
心墙堆石坝 186(2009)
面板堆石坝
111
面板堆石坝 185.5 (2006)
面板堆石坝 179.5 (2004)
②为最大风雍高度,可按下式计算: e 0.036 v f 2 D cos
2gH
vf——风速;D——库面吹程;H——库前水深; α——风向与坝轴线法向方向夹角。
土石坝
土石坝
③安全超高A按坝的级别和运用情况根据下表确定(单位:m)
坝的级别
1
2
3 4、5
正常(设计、正常蓄 水位)
1.5
1.0
0.7
坝顶高程
静水位
风雍水面
1:m
R——波浪爬高;e——风雍高度;A——安全加高
土石坝
坝顶高程计算时应注意: ①《碾压式土石坝设计规范》中规定波浪爬高R按不规则波
进行计算: 计算出平均爬高Rm后,再根据爬高统计分布与平均 爬高之间的关系进行换算: 设计爬高按工程等级确定——对I、II、III级土石 坝,取累积频率为1%的爬高值,对IV、V级土石坝, 取累积频率为5%的爬高值。
地基处理工程课程设计

地基处理工程课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握地基处理工程的基本概念、原理及分类,了解不同处理方法的适用范围和优缺点。
2. 使学生了解地基处理工程中的关键参数及其对工程质量的影响,如土的物理性质、承载力、沉降等。
3. 帮助学生掌握地基处理工程的设计原则和施工要点,提高解决实际工程问题的能力。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识对地基处理工程进行合理设计的能力,包括选型、计算和方案优化。
2. 提高学生分析工程案例、解决实际问题的能力,学会运用专业软件进行地基处理工程设计。
3. 培养学生具备良好的团队协作和沟通能力,能够参与工程项目的招投标和施工现场管理。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对土木工程专业的热爱,增强从事地基处理工程相关工作的信心和责任感。
2. 培养学生具备严谨的科学态度和良好的职业道德,遵循工程规范,确保工程质量。
3. 增强学生的环保意识,使他们在地基处理工程实践中能够充分考虑环境保护和资源节约。
本课程针对高年级土木工程专业学生,结合课程性质、学生特点和教学要求,明确以上课程目标。
通过本课程的学习,期望学生能够掌握地基处理工程的基本知识、具备实际工程设计能力,并形成正确的专业情感态度价值观。
后续教学设计和评估将围绕这些具体的学习成果展开。
二、教学内容本章节教学内容依据课程目标,结合教材《地基处理技术与设计》进行选择和组织,主要包括以下几部分:1. 地基处理工程概述:介绍地基处理的基本概念、目的、分类及适用范围,对应教材第一章。
2. 地基处理方法及原理:详细讲解常见地基处理方法(如预压、夯实、置换等)的原理、工艺流程和优缺点,对应教材第二章。
3. 地基处理工程设计:阐述地基处理工程设计的原则、步骤和方法,包括地基处理方案选型、计算及优化,对应教材第三章。
4. 地基处理工程实例分析:分析典型工程案例,使学生了解实际工程中地基处理的设计和施工要点,对应教材第四章。
5. 地基处理新技术与发展趋势:介绍地基处理领域的新技术、新工艺及其发展趋势,激发学生的创新意识,对应教材第五章。
第四章 置换

4.3 强 夯 置 换 法
强夯置换法(dynamic replacement)是采用在 夯坑内回填块石、碎石等粗颗粒材料,用夯锤夯 击形成连续的强夯置换墩。具有加固效果显著、 施工工期短和施工费用低等优点。 强夯置换法适用于高饱和度的粉土与软塑~ 流塑的粘性土等地基上对变形控制要求不严的工 程,同时必须在设计前通过现场试验确定其适用 性和处理效果(下沉较大或下沉不等)。
石灰桩法适用于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥 质土、素填土和杂填土等地基;用于地下水位以 上的上层时,宜增加掺合料的含水量并减少生石 灰用量,或采取上层浸水等措施。 石灰桩复合地基承载力特征值不宜超过160kpa, 当土质较好并采取保证桩身强度的措施,经过试 验后可以适当提高(主要取决与土的强度,但生 石灰用量过大,会破坏土的结构,综合效果不 好)。
4.4 石 灰 桩 法
石灰桩法(lime pile):先在地基中成孔, 然后灌入生石灰块,或灌入掺有粉煤灰、炉渣等 掺合料的生石灰混合料,并进行振密或夯实形成 石灰桩体。
4.4.1 加固机理和适用范围
(1)置换作用 用具有一定强度和刚度的石灰桩置换软弱土 层,提高地基承载力和减小沉降
(2)吸水、升温使桩间土强度提高,1kg生石灰 在熟化过程中吸取0.8~0.9kg水,并放出 1172kJ热量。提高地基土温度,有利于地基 土体固结。 (3)胶凝、离子交换和钙化作用使桩周土强度提 高石灰桩法适用于处理地下水位以下的粘性 土、粉土、松散粉细砂、淤泥、淤泥质土、 杂填土或饱和黄土等地基及基础周围土体的 加固。
确定软粘性土中强夯置换墩地基承载力特征值时, 可只考虑墩体,不考虑墩间土的作用,其承载力应通 过现场单墩载荷试验确定,对饱和粉土地基可按复合 地基考虑,其承载力可通过现场单墩复合地基载荷试 验确定。 墩顶应铺设一层厚度不小于500mm的压实垫层, 500mm 垫层材料可与墩体相同,粒径不宜大于100mm。 强夯置换设计时,应预估地面抬高值,并在试夯 时校正。
地基与基础施工手册

地基与基础施工手册
地基与基础施工手册是一本详细介绍地基与基础施工的书籍,它包含了许多历史上真实存在的施工技术和经验。
以下是该手册的章节划分和内容介绍:
第一章:地质勘察
地质勘察是地基与基础施工的第一步,它的目的是确定地质条件,为后续的设计和施工提供依据。
本章介绍了地质勘察的方法和技术,包括地质勘察的目的、范围、方法、内容和报告编制等。
第二章:基础设计
基础设计是地基与基础施工的核心,它的质量直接影响到整个建筑物的安全和稳定性。
本章介绍了基础设计的原则和方法,包括基础类型、荷载计算、基础尺寸、基础形式、基础材料等。
第三章:基础施工
基础施工是地基与基础施工的重要环节,它的质量直接影响到基础的承载能力和稳定性。
本章介绍了基础施工的方法和技术,包括基础开挖、基础浇筑、基础防水、基础加固等。
第四章:地基处理
地基处理是地基与基础施工的关键环节,它的目的是提高地基的承载能力和稳定
性。
本章介绍了地基处理的方法和技术,包括地基加固、地基加压、地基加筋、地基加注等。
第五章:基础验收
基础验收是地基与基础施工的最后一步,它的目的是确认基础的质量和稳定性。
本章介绍了基础验收的方法和技术,包括基础检查、基础试验、基础质量评定等。
总结:
地基与基础施工手册详细介绍了地基与基础施工的各个环节和技术,它包含了许多历史上真实存在的施工技术和经验。
这些技术和经验对于今天的地基与基础施工仍然具有重要的参考价值,是地基与基础施工领域的经典之作。
第四章--预压法(排水固结法)--第一二三节-概--述、加固机理、设计与计算备课讲稿

具体排水手段:设置竖向排水 体 ( 砂 井 、 塑 料 排 水 板 ( 袋 ))+ 水平排水体(砂垫层)
a 竖向双面排水
b 砂井地基排水
图4-2-2 排水法的原理
二、真空预压加固机理
真空预压法是在需要加固的软土地基表面:①先铺设砂 垫层;②然后埋设垂直排水管道; ③再用不透气的封闭膜 使其与大气隔绝,薄膜四周埋入土中; ④ 通 过 砂 垫 层 内 埋 设的吸水管道,用真空装置进行抽气,使其形成真空,增加 地基的有效应力,见图4-2-3 。
目标:加固期限尽量短;固结沉降快;强度增加充分;施工过程安全
由钻探及土工试验结果估算天然地基承载力
上部建筑物所要求的承载力与沉降量或稳定性的安全系数
确定砂井直径与深度,假定砂井有效间距
预压荷载的分级,固 结度及强度增大计算
预压荷载的设计
预压荷载引起的 沉降量计算
不
承载力或稳定性分析
验算工期
验算剩余沉降与沉降差
de与井间距l之关系为:
等边三角形排列:
de
2 3 l 1.05l
正方形排列:
de
4 l 1.13l
正三角形布置
正方形布置
图4-3-2 竖井排列形式
4) 井间距 l 的确定 l可根据地基土的固结特性和预定时间内所要求达到的固结度确定。
间距l可按井径比n 选用 (n=de/ dw ,de:有效排水直径;dw:竖井直径, 塑料排水带取dw=dp ,亦即取竖井直径dw为当量核算直径dp ).
具体步骤:
1) 利用地基的天然抗剪强度Cu 计算第一级容许施加的荷载P1。对 长条梯形填土,可根据Fellenius公式估算,即 P1 =5.52Cu/K。
2) 排水井的直径确定
地基加固与处理课程设计

地基加固与处理课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解地基加固与处理的基本原理和方法,掌握相关工程术语。
2. 学生能够描述不同地基类型及其特点,并解释其适用性。
3. 学生能够阐述各类地基处理技术的优缺点及其在实际工程中的应用。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识分析地基问题,提出合理的加固与处理方案。
2. 学生能够根据实际工程案例,选择合适的施工工艺和材料。
3. 学生能够通过小组合作,设计并展示一个简单的地基加固与处理方案。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对土木工程专业的热爱,增强对地基工程重要性的认识。
2. 学生树立安全意识,认识到地基工程在保障建筑安全中的关键作用。
3. 学生培养团队协作精神,提高沟通、交流和解决问题的能力。
课程性质:本课程为土木工程专业高年级学生的专业课程,旨在帮助学生掌握地基加固与处理的基本理论和技术,提高学生的实践能力。
学生特点:高年级学生具备一定的专业知识基础,具有较强的学习能力和实践欲望。
教学要求:结合实际工程案例,注重理论与实践相结合,提高学生的动手操作能力和创新能力。
通过课程学习,使学生能够达到上述课程目标,并为后续相关课程和未来职业生涯打下坚实基础。
二、教学内容1. 地基加固与处理基本原理:讲解地基的概念、分类及作用,分析地基失稳的原因,阐述地基加固与处理的必要性和基本原理。
参考教材章节:第三章 地基与基础2. 地基处理技术与方法:介绍常见的地基处理技术,如预压法、置换法、搅拌法、冻结法等,分析各类技术的适用范围、施工工艺及优缺点。
参考教材章节:第四章 地基处理技术3. 地基加固案例分析:分析典型地基加固与处理工程案例,如软土地基、膨胀土地基、黄土地基等,探讨各种地基问题及解决方法。
参考教材章节:第五章 地基加固与处理工程案例4. 地基加固与处理方案设计:学习如何根据地质条件、工程需求和施工环境,制定合理的地基加固与处理方案,并进行方案比较和优化。
参考教材章节:第六章 地基加固与处理方案设计5. 实践操作与小组讨论:组织学生进行实地考察或实验室操作,加深对地基加固与处理技术的理解;开展小组讨论,培养学生团队协作和解决问题的能力。
深圳市地基基础勘察设计规范(SJG)第四章

深圳市地基基础勘察设计规范(SJG)第四章前言本章为《深圳市地基基础勘察设计规范(SJG)》的第四章节,主要针对地基基础勘察设计的技术要求和方法进行详细规定,以确保建筑安全和工程质量。
第一节勘察设计原则第一条勘察设计目的确保地基基础的稳定性、安全性和经济性,满足建筑物的使用功能和耐久性要求。
第二条勘察设计依据国家和地方相关法律法规。
工程地质条件。
建筑物的功能要求和结构特点。
第二节勘察技术要求第三条勘察范围勘察应覆盖整个建筑场地,确保对地基条件有全面的了解。
第四条勘察深度勘察深度应根据建筑物的重要性、地质条件和设计要求确定。
第五条勘察方法钻探取样。
地质雷达探测。
地球物理勘探。
第三节勘察数据分析第六条数据收集收集地质、水文、环境等方面的数据。
第七条数据分析岩土物理力学性质分析。
地下水条件分析。
地震地质条件分析。
第四节设计技术要求第八条设计原则遵守国家和地方的设计规范。
结合地质条件和建筑物特点进行设计。
第九条设计内容地基承载力设计。
基础类型选择。
基础尺寸和配筋设计。
第十条设计方法理论计算。
经验公式。
模型试验。
第五节地基处理技术第十一条地基处理目的提高地基承载力,保证建筑物的稳定性和安全性。
第十二条地基处理方法压实。
桩基。
地基加固。
第十三条地基处理设计确定处理范围和深度。
选择合适的处理方法。
设计处理方案。
第六节施工技术要求第十四条施工准备审查施工图纸和技术文件。
准备施工设备和材料。
第十五条施工过程控制严格按照设计图纸和规范施工。
加强施工过程中的监测和检查。
第十六条施工质量验收施工完成后进行质量验收。
不合格部分应及时整改。
第七节安全与环境保护第十七条安全管理制定安全管理措施。
加强施工人员的安全教育。
第十八条环境保护采取措施减少施工对环境的影响。
妥善处理施工废弃物。
第八节附则第十九条规范修订本规范由深圳市建设主管部门负责修订,经批准后实施。
第二十条生效日期本规范自发布之日起生效。
基础工程第四章地基基础设计方法和基本规定

4.1.2 极限(jíxiàn)状态设计方法
按《工程结构可靠度设计统一标准》 GB50153-1992以及《建筑结构可靠度设 计统一标准》GB50068-2001 的规定,建 筑结构的设计应采用以分项系数表达的以 概率理论为基础(jīchǔ)的极限状态设计方法。
9
第九页,共31页。
偶然状况:与设计使用年限相比,持续 期很 短,如地震、爆炸、撞击等。
• 2、结构设计时,对所考虑的极限状态,应采
用相应(xiāngyīng)的结构作用效应的最不利组
合。
12
第十二页,共31页。
三、极限状态(zhuàngtài)设计要求2
• 3、极限状态设计(shèjì)的作用组合:
• (1)承载能力极限状态的作用组合
第4章 地基基础设计(shèjì)方法和规定
4.1 地基基础设计方法(fāngfǎ)
4.2 地基基础设计的基本规定
1
第一页,共31页。
• 在进行工程结构设计时,应力求其在安全性、适用性与经济之间达 到合理的平衡,使其在规定的设计使用年限内满足下列功能要求。
• (1)正常施工和正常使用时,能承受可能出现(chūxiàn)的各种作用; • (2)在设计规定的偶然事件发生时及发生后,仍能保持必需的整体
50~100 ≤30
30~75 ≤30
烟窗 水塔
高度(m) ≤30 ≤40
≤50
≤75
≤100
高度(m) ≤15 ≤20
≤30
≤30
≤30
容积(m3)
≤50
50~10 100~20 200~30 300~50
0 0 第二十一页,共31页。
0
0
500~1000
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*高压缩性, 快, 不均匀 * 高流变性 *低强度 Cu < 30 kPa *高渗透性
第四章地基处理
2.3 填土,回填土
杂填土:建筑垃圾,填埋,不均匀,不稳定 冲填土:细 欠固结
•素填土:砾石,砂,粉土,粘性土
2.4松砂
Dr < 0.33 or e > 0.85 易液化,振陷
第四章地基处理
砂桩
第四章地基处理
3 振冲桩 (起源于德国,我 国于70年代引入)
(1)设备,振冲器 d=270~420mm,l=2~3 m, G=8~20KN
(1)堆石,块石,毛石,抛石挤淤
(2)砾,中粗砂,振动压实,防冻,防液化,加速固结
(3)灰土,三合土(有一定胶结)灰土2:8,3:7, 土-
粉土,粉质粘土;三合土:灰土,灰渣及碎砖瓦
(4)工业废渣:粉煤灰,矿渣
(5)素土:Ip=10~17,湿陷性黄土换除,分层垫入,
压实
第四章地基处理
2 垫层法的适用性 (1)软粘土和淤泥 (2)湿陷性黄土
Z≤3m λc≥0.95 Z>3m 超过3m部分λc≥0.97
第四章地基处理
§ 4.3 夯实法
适用范围:Sr<60%的湿陷性黄土 处理厚度:重夯法 1~2m
强夯法 3~6m
锤重
落距
>10 kg, 100cm
1~2t, 3~4m
10t ~40t,落距6~40 m
第四章地基处理
Heavy tamping
d
b
z
填z
条形z基=础(bp+-2zCtgD)b
B’= b+2ztg
Z + CZ f(z+d)
Bb+2ztg+2 30cm
p
=
F
+G b
=
F
+ db
b
便于压实机械施工 B b+z 侧向挤压
cz = CD + 填 z
(淤泥) =0~2.0
第四章地基处理
垫层法规范要点一
土垫层的承载力特征值 土垫层的实际承载力较高 素土垫层
第四章地基处理
2.5 区域性土
湿陷性黄土:广泛分布,大孔隙,高结构强度 膨胀土:蒙特石含量高 冻 土: 冻胀性
第四章地基处理
三、地基处理方法分类
4.2 换土垫层法 4.3 夯实法 4.4 加密法 4.5 化学加固法
原则:技术经济
第四章地基处理
§4.2 换土垫层法
1 垫层法 1.1 材料
回填土
b
第四章 地基处理
2016年4月11日
第四章地基处理
§4.1 概述
浅基础:当承载力、沉降、液化、 冻胀不满足设计要求 (1) 采用深基础、桩基础 (2) 处理地基土、改善土性
第四章地基处理
一 、地基处理的目的
1 提高土的强度:地基承载力 2 增加土的刚度:减少地基沉降量 3 改善地基土的水力特性
(1)防渗,堤坝,闸基,池(湿陷,膨胀性土) (2)排水:软基固结渗流,挡土墙排水 (3)渗透稳定性:长江大堤的管涌,流土.采用反
Sheepsfoot roller
第四章地基处理
平滑鼓型振动碾 Vibrocompaction for sand
第四章地基处理
第四章地基处理
振动平板碾-级配砂或者砂、砾 和粘性土的混合土 Vibrating plate for hand operation Vibrating rollers produce high compaction in a well-graded sand and in a clay, sand and gravel mixture起液化,在爆炸和重力作 用下振密到更稳定的结构 适合于干净的松砂、粉砂
Dr = 0.5~0.6. 加密有时效性
第四章地基处理
2 深层挤密法
2.1挤密法种类 (1) 预制桩:楔形桩,混凝土,木,1.5~4.0m,
=5~12o,很少用了
(2 ) 沉管挤密桩 (a)沉管:封口或者活瓣,打入,加料,拔出.振动, 锤击 (b)材料:土桩(原状土粉,粉质粘土再夯入);灰 土桩,砂石桩;夯实水泥土桩,二灰桩(加粉煤 灰),柱锤冲扩法 (c)适用于填土,松砂,湿陷性黄土,一般粘性土 Sr<60%.
(1)强夯机理 :动态能量, 波的传播和固 结;
(2)深层加密
H=k Mh/10
M(KN),h(m),k=5~10. (3) 适用于-砾、砂、非饱和粉土和粘性
土
第四章地基处理
§4.4 加密法
降低压缩性,提高强度
1碾压
1.1
振动平胎碾-砾石 羊足碾-粘性土或粉土
Pneumatic tired roller
回填土
b
(3)填土,一般粘性土承载力低
3 垫层设计 (确定断面的合理厚度与宽度)
人工持力层,因此要对软弱下卧层验算
(1)持力层承载力 pfa, 确定材料及密度 (2)深度设计
一般要求>0.5m垫层的扩散和技术的要求
<3.0m工程量,经济性
按承载力设计(与软弱下卧层相似)
第四章地基处理
CD CZ
回填土
fa≥200 kPa,灰土垫层fa≥300 kPa,为 安全计,一般(经验取值) 素土垫层 fa≤180 kPa(无试验资料时) 灰土垫层 fa≤250 kPa (无试验资料时)
第四章地基处理
垫层法规范要点二
土(灰土)垫层的质量要求 λc=ρd/ρdmax
其中 ρd—控制干密度 ρdmax—轻型击实试验测得土的最大干密度 对于细粒土 ρdmax=ηds/(1+ωopds) (η:粘土0.95,粉质粘土0.96,粉土0.97)
滤 (4)抗冻性:实质是渗透性,减少毛细现象,加强
排水
4 改善抗震性能:(1)液化:加密,围封;
(2)震陷:干松砂和溶洞。
第四章地基处理
哪些土需要处理?
淤泥土与淤泥质土 泥炭,泥炭质土 填土,回填土 松砂 区域性土
第四章地基处理
二、软土和特殊土地基
2.1淤泥土与淤泥质土 (1)定义 淤泥土孔隙比 e>1.5, >l (Il>1.0) 淤泥质土孔隙比 e=1.0~1.5,>l (Il>1.0) (2)土性 *高含水量 =40~90% 甚至 >100%
*高压缩性 a >0.5~3.0Mpa-1 *高流变性 : 次固结量随时间增加 *低强度 Cu < 30 kPa *低渗透性 10-6~ 10-8cm/s, 固结过程长
第四章地基处理
2.2泥炭,泥炭质土
定义:
泥炭e>1.5,>l (Il>1.0),有机含量 30% 泥炭质土 e=1.0~1.5,>l (Il>1.0)有机含量10-30%